عملیات سختکاری فولاد و انواع فلزات

سختکاری فولاد و فلزات، مهم ترین خدمات ارائه شونده توسط شرکت کنترل سوئیچ است. این عملیات که از مراحل اصلی ساخت بیشتر قطعات صنعتی اساسی محسوب می‌شود؛ اهمیت ویژه‌ای در صنعت دارد. مطلب حاضر اطلاعات لازم درباره اینکه سختکاری چیست را در اختیار شما قرار می‌دهد و ضمن معرفی انواع آن به شرح خدمات و دستگاه‌های سخت کاری ارائه شده توسط شرکت کنترل سوییچ می‌پردازد.

سختکاری چیست؟

عملیات سخت کاری (Surface or Case Hardening)، همانطور که از نامش پیدا است؛ فعالیتی است که طی آن قطعه سخت‌تر می‌شود. در واقع به معنای سخت کردن سطحی قطعات با انجام عملیات حرارتی است. طی این فرآیند خواص مکانیکی قطعه نیز بهبود یافته و بادوام‌تر می‌شود. در عملیات سختکاری آلیاژ مورد نظر تا دمای بالاتر از دمای بحرانی (نرمال سازی) انتقالی گرم می‌شود و سریعا به میزان مشخصی با توجه به مقدار عناصر آلیاژی خود توسط هوا، روغن، آب یا هر مایع دیگر سرد می‌شود. اینگونه با تمپر شدن، تنش‌های پسماند درون خود را از دست داده و ساختار فلز، سخت و قوی می‌شود.

ویژگی مهم سختکاری این است که در آن با وجود تغییرات و بهبودهایی که در خواص متالوژیکی، شیمیایی و فیزیکی فولاد صورت می‌گیرد؛ اما بخش داخلی آن تغییر نمی‌کند و اینگونه از آن می‌توان برای ساختن قطعات صنعتی استفاده کرد. این عملیات همچنین باعث بهبود چقرمگی، افزایش چکش خواری، خالص کردن ساختار دانه‌ای و همچنین بهبود قابلیت ماشین کاری در قطعات می‌شود. در ادامه به انواع خدمات سخت کاری فلزات اشاره می‌شود.

روش های سختکاری فلزات

سخت کاری فلزات به دو روش عمده صورت می‌گیرد. اولی عملیات‌هایی را شامل می‌شود که منجر به تغییر ترکیب شیمیایی سطح فولاد نمی‌شود و به آن‌ها عملیات حرارتی – شیمیایی گفته می‌شود. انواع مختلف این عملیات شامل کربونه کردن (کربن دهی)، نیتریده کردن یا نیتروژن دهی، کربونیتریده کردن و نیترو کربونه کردن می‌شود. در میان این روش‌های گفته شده، روش کربن دهی بیشترین کاربرد را در سختکاری استیل دارد.

دومین روش سختکاری فلزات، روش‌هایی را شامل می‌شود که بدون تغییر ترکیب شیمیایی سطح و تنها از طریق عملیات حرارتی که در لایه سطحی متمرکز شده، باعث سخت شدن سطح قطعه می‌شوند. به این روش عملیات حرارتی موضعی یا سخت کاری موضعی می‌گویند که برای افزایش سختی لبه بدون ترد کردن کل تیغه در سختکاری چاقو به کار می‌رود. سخت کاری شعله ‌ای و سخت کردن القایی دو متد در عملیات حرارتی هستند. 

عملیات سختکاری فولاد

سخت کاری فولاد موجب می‌شود که قابلیت چکش‌ خواری و ماشین کاری آن افزایش بیابد و همچنین خواص مغناطیسی و الکتریکی آن بهبود پیدا کند. طی روش های سختکاری فولاد با ایجاد لایه کریستاله، مقاومت قطعه بالا می‌رود و تنش‌های باقی مانده برداشته می‌شود. در این فرآیند، دمای مورد نیاز به نوع آلیاژ و فولاد، ابعاد قطعه و همچنین شکل آن بستگی دارد. سخت کاری حجمی فولادهای صنعتی که به آن آبکاری هم گفته می‌شود، از مهم‌ترین مراحل استفاده بهینه از فولاد است. 

در این روش چینش درست قطعات، حصول دمای مورد نیاز برای آستنیته کردن فولاد، رعایت سیکل گرمایش، مراعات کردن دقیق شیوه کوئنچ و تمپر صحیح در کیفیت فولاد نقش مهمی دارند. فولاد CK45 ، فولادی با کشش متوسط است که قابلیت ماشینکاری و جوش پذیری خوبی داشته و استحکام و مقاومت آن در برابر ضربه بالا است. معمولا عملیات حرارتی در این فولاد در قالب فورجینگ، آنیل کردن، نرماله کردن، تنش زدایی، سخت کردن و تمپر کردن است. 

روش های سخت کاری دیگر انواع فلزات

از جمله نکاتی که در سختکاری باید مد نظر قرار داد این است که هر فلزی با توجه به ویژگی‌های خاصی که دارد، عملیات مخصوص به خود را می‌طلبد. در ادامه به انواع سخت کاری در برخی دیگر از فلزات پرداخته می‌شود:

سختکاری چدن

چدن‌ها در بین آلیاژهای صنعتی دارای تنوع زیادی در خواص مکانیکی بوده و همچنین قیمت بسیار پایین‌تری هم دارند. اعمال روش‌های مختلف حرارتی در چدن‌ها موجب برطرف کردن تنش‌های داخلی، بهبود قابلیت ماشین کاری، بالا رفتن میزان انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر ضربه و سایش می‌شود. عملیات حرارتی در چدن و فولاد با وجود شباهت‌های زیادی که باهم دارند؛ اما با چند تفاوت چشمگیر از همدیگر متمایز می‌شوند:

تفاوت سختکاری در چدن و فولاد

سیلیسیم در چدن، عنصر اصلی و تعیین کننده محدوده حرارتی است؛ در حالی که درصد کربن در فولاد، مهم‌ترین عامل تعیین کننده درجه حرارت سخت کردن است. وجود سیلیسیم در چدن باعث می‌شود تا محدوده حرارتی بحرانی در این قطعات نسبت به فولادهای پرکربن بیشتر شود. همچنین چدن‌ها به خاطر برخورداری از میزان زیادی منگنز و عناصر آلیاژی دیگر، سختی پذیری بالایی داشته و معمولا به جای کوئنچ کردن در آب، آن‌ها را در روغن یا هوا سرد می‌کنند.

سرعت گرم کردن و همچنین زمان نگهداری در درجه حرارت سخت کردن در چدن‌ها باید به گونه‌ای تنظیم شود که با شکل پیچیده قطعه تناسب داشته باشد. در چدن‌ها، شکل پیچیده قطعه ممکن است ضمن سرد کردن سریع، باعث خسارت دیدن آن شود و در نتیجه، تنش‌های زیادی در قطعه ایجاد شده و حتی قطعه بشکند. برای همین لازم است تا بعد از کوئنچ کردن، عملیات حرارتی تمپر کردن حتما روی قطعه صورت گیرد.

سختکاری آلومینیوم

عملیات حرارتی آلومینیوم منجر به افزایش استحکام آلیاژ آن و کاهش یا حذف تنش‌های باقی مانده در قطعه ریخته‌گری یا شکل داده شده می‌شود. سختکاری آلومینیوم موجب افزایش مقاومت آن به سایش و ضربه می‌شود. به طور کلی، آلیاژهای آلومینیوم در دو دسته عملیات حرارتی پذیر و عملیات حرارتی ناپذیر تقسیم می‌شوند؛ برای همین هنگام انجام هر فرآیندی روی آلومینیوم باید به آلیاژ آن توجه ویژه داشت.

سختکاری القایی تهران

سخت کاری القایی که به آن سختکاری اینداکشن نیز گفته می‌شود؛ از طریق کوره القایی انجام می‌شود و بخاطر مزایایی که دارد، بیشتر مورد استقبال صنعتگران قرار گرفته است. شرکت کنترل سوئیچ با بیش از ۲۰ سال سابقه در ارائه انواع دستگاه‌های و خدمات سختکاری توانسته است که محصولاتی باکیفیت و بادوام به بازار ایران عرضه کند.

کنترل سوییچ با وجود بیش از حدود ۲۰۰ مشتری داخلی و بیش از ۴۰ مشتری خارجی، کلیه خدمات تعمیر و نصب و راه اندازی کوره القایی را به مشتریان ارجمند خود ارائه می‌دهد. تجربه و دانش متخصصان این مجموعه ضمن شناسایی نیاز بازار و مخاطبان، موجب شده است تا این شرکت همواره در حال گسترش سبد کالای خود بوده و هر روز بر کیفیت خدمات خود بیفزاید.

چرا اقدام به سختکاری الزامی است؟

در کاربردهای صنعتی نیازمند فلزات یا قطعاتی است که از سختی و دوام بالا و در عین حال از چفرمگی یا تافنس ضربه ای بالایی برخوردار باشند. همچون میل لنگ، میل بادامک و چرخ دنده‌ها که علاوه بر سختی، نیازمند مقاوم بودن در برابر ضربات وارده در حین کار است.